studi eksperimental perkuatan balok beton …digilib.unila.ac.id/55662/2/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG
DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH
(Skripsi)
Oleh:
CANDRA FAUZAN AKBAR
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
ABSTRAK
STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG
DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH
Oleh:
CANDRA FAUZAN AKBAR
Penelitian pada skripsi ini merupakan studi eksperimental untuk menyelidiki
perilaku lentur elemen balok beton bertulang yang diperkuat dengan kombinasi
GFRP dan wiremesh terhadap balok normal tanpa perkuatan. Balok beton dengan
total panjang 1700 mm, lebar dan tinggi 150 mm sebanyak 6 buah dipergunakan
dengan kuat tekan beton 26,43 MPa. Dua balok tanpa perkuatan (BN) dan 2 buah
dengan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) dan 2 balok lagi dengan perkuatan
kombinasi 2 lapis GFRP dan 1 lapis wiremesh (BGW).
Balok diuji diatas dua perletakan sederhana terhadap 2 beban titik diatasnya
dilakukan secara bertahap sampai balok runtuh/gagal. Hasil eksperimen
menunjukkan bahwa kapasitas beban pada BW 2 meningkat sebesar 11,32%
terhadap BN 1 dan meningkat 27,71% terhadap BN 2, sedangkan BGW 1
mengalami peningkatan sebesar 69,81% terhadap BN 1 dan 94,80% terhadap BN
2, sementara untuk balok BGW 2 mengalami peningkatan sebesar 75,47%
terhadap BN 1 dan 101,30% terhadap BN 2. Dari hasil penelitian balok yang
menggunakan perkuatan, hanya balok BW 1 yang mengalami penurunan kapasitas
beban yaitu sebesar 24,15% terhadap BN 1 dan 12,99% terhadap BN 2.
Balok tanpa perkuatan mengalami kegagalan lentur dengan beton hancur setelah
tulangan meleleh. Begitu juga balok dengan perkuatan wiremesh patah ditengah
bentang dengan perilaku yang sama. Sebaliknya balok dengan perkuatan
gabungan GFRP dan wiremesh mengalami kegagalan dengan terlepasnya
perkuatan di bagian salah satu ujungnya yang dikenal dengan istilah debonding
failure.
Kata kunci: beton bertulang, perkuatan, GFRP , wiremesh, kapasitas beban.
ABSTRACT
EXPERIMENTAL STUDY OF STRENGTHENING REINFORCED
CONCRETE BEAM WITH GFRP AND WIREMESH COMBINATION
By:
CANDRA FAUZAN AKBAR
The research on this thesis are about experimental study for investigating flexure
behaviour of reinforced concrete beam that strengthened with GFRP and
wiremesh in comparison with normal reinforced concrete beam. Six concrete
beams with length 1700 mm, width and height 150 mm and compressive strength
of 26,43 MPa are used in this study. Two beams without using any strengthening
(BN) and 2 beams with 2 layers of wiremesh strengthening (BW) and 2 beams
with 2 layers of GFRP and 1 layer of wiremesh strengthening (BGW).
The beams was tested over two simple restrain against two point loads above it,
the test are done gradually until the beams was collapsed/fail. The experiment
shows that the load capacity of BW 2 increased by 11,32% in comparison with
BN 1 and increased 27,71% in comparison with BN 2, while BGW 1 have
increased the load capacity by 69,81% in comparison with BN 1 and increased by
94,80% in comparison with BN 2, while for BGW 2 have increased the load
capacity by 75,47% in comparison with BN 1 and increased by 101,30% in
comparison with BN 2. Based on the experiment from strengthened beams, it
shows only BW 1 have decreased load capacity by 24,15% in comparison with
BN 1 and decreased by 12,99% in comparison with BN 2.
Normal reinforced concrete beams experience flexural failure with the concrete
failed before the reinforcement yielded. The same with beams that are
strengthened with wiremesh fail with broken in the middle of the span. On
contrary beams with combination of GFRP and wiremesh failure are caused by
the loosened of the strengthened in the end of span known as debonding failure.
Keyword : reinforced concrete, strengthening, GFRP, wiremesh, load capacity.
STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG
DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH
Oleh:
CANDRA FAUZAN AKBAR
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Candra Fauzan Akbar. Lahir di Bangka, pada tanggal 23
Maret 1996, merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari
pasangan bapak Dadang SN dan ibu Harningsih. Penulis
memiliki dua orang saudara, yaitu kakak perempuan yang
bernama Selly Oktavia Ningtyas dan adik laki-laki yang
bernama Dony Rizki Fauzi. Penulis menempuh pendidikan tingkat dasar di SDN 1
Banjar Kertarahayu yang diselesaikan pada tahun 2008, lalu dilanjutkan
pendidikan tingkat pertama di SMPN 2 Way Pengubuan yang diselesaikan pada
tahun 2011, dan dilanjutkan ke pendidikan tingkat atas di SMAN 1 Way
Pengubuan yang diselesaikan pada tahun 2014. Ketika duduk di bangku Sekolah
Menengah Atas, penulis aktif di berbagai organisasi ekstrakurikuler, diantaranya
PRAMUKA, PASKIBRA dan OSIS.
Penulis diterima di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung
melalui jalur tes SBMPTN (Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri)
pada tahun 2014. Penulis juga aktif dalam kegiatan-kegiatan kampus, terutama
kegiatan eksternal kampus. Di tahun 2017, penulis 2 kali menjadi finalis lomba
nasional, yaitu Lomba Rancang Kuda-Kuda Nasional di Universitas Tadulako
(Palu) dan Lomba Desain Jembatan di UPN “Veteran” (Surabaya). Dan juga pada
vii
tahun 2018, penulis mengikuti Lomba Beton Mutu Tinggi yang dilaksanakan di
PT. Semen Padang dan berhasil meraih juara harapan 3.
Pada tahun 2017 penulis melaksanakan kegiatan Kerja Praktek di Proyek
Pembangunan Jalan Tol Trans Sumatra Paket 3 (Kota Baru – Metro) yang
dikerjakan oleh PT. ADHI KARYA Persero (TBK) selama 3 bulan. Dan pada
awal tahun 2018 penulis melaksanakan kegiatan Kuliah Kerja Nyata (KKN)
selama 40 hari di Desa Garut, Kecamatan Semaka, Kabupaten Tanggamus.
Selama masa perkuliahan penulis diberikan kepercayaan menjadi Asisten
Praktimum Mata Kuliah Mekanika Fluida di Universitas Lampung (2016/2017),
asisten praktikum mata kuliah Hidrolika di Universitas Lampung (2016/2017) dan
Asisten Praktikum mata Kuliah Teknologi Bahan di Universitas Lampung
(2017/2018, 2018/2019), di Institut Teknologi Sumatera (2018/2019), dan di
Universitas Teknokrat Indonesia (2017/2018). Pada tahun 2018 penulis
melakukan penelitian pada bidang perkuatan struktur dengan judul tugas akhir
“Studi Eksperimental Perkuatan Balok Beton Bertulang Dengan Kombinasi GFRP
dan Wiremesh” dibawah bimbingan bapak Fikri Alami, S.T., M.Sc., M.Phil. dan
bapak Dr. Eng. Mohd. Isneini, S.T., M.T.
HALAMAN PENGAKUAN
Pertama-tama saya bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunianya
Skripsi ini dapat selesai pada akhirnya. Saya mengekpresikan terima kasih saya
kepada pembimbing saya Bapak Fikri Alami dan Mohd. Isneini yang telah
membimbing, memberikan ide penelitian yang sangat menarik dan sekaligus
mendukung dalam pembiayaan. Penelitian ini merupakan salah satu bagian dari
penelitian besar yang mereka miliki.
Pada kesempatan ini juga saya menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan
yang besar kepada P.T. Fyfe Fibrwrap Indonesia atas bantuannya dalam memberikan
material yang dibutuhkan dalam penelitian ini dan sekaligus kunjungan mereka pada
saat pengujian. Semoga kerjasama ini tetap akan berlanjut.
Dan terakhir saya mendedikasikan skripsi ini untuk kedua orang tua saya yang telah
banyak membantu saya dalam perjalanan sampai akhir dari studi saya.
MOTTO
“Tidak masalah seberapa lambat kamu berjalan, yang terpenting kamu tidak
pernah berhenti “
(Candra Fauzan A.)
“Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka
merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri”
(Qs. Ar Ra’d : 11)
“Tak seluruhnya langit itu kelam, suatu saat akan cerah juga, hiduplah dengan
sejuta harapan, habis gelap terbitlah terang”
(Rhoma Irama)
“Learn from yesterday, live for today, hope for tomorrow”
(Albert Einstein)
SANWACANA
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat
dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Studi
Eksperimental Perkuatan Balok Beton Bertulang dengan Kombinasi GFRP
dan Wiremesh” dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
meraih gelar Sarjana Teknik pada program reguler Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Lampung.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa pada penulisan skripsi ini masih banyak
terdapat kekurangan dan kesalahan. Oleh sebab itu penulis mohon maaf dan
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang setulusnya kepada:
1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik,
Universitas Lampung.
2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil, Universitas Lampung.
3. PT. Fyfe Fibrwrap Indonesia, yang telah memberikan bantuan material
berupa serat fiber tipe SEH-51A Composite (GFRP) dan lem Resin Epoxy.
4. Bapak Fikri Alami, S.T., M.T., M.Phil, selaku Pembimbing I atas
kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses
x
penyelesaian skripsi ini, dan juga bantuan dana sehingga penelitian bisa
selesai.
5. Bapak Dr. Eng. Mohd. Isneini, S.T., M.T, selaku Pembimbing II atas
kesediaannya memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses
penyelesaian skripsi ini, dan juga bantuan dana sehingga penelitian bisa
selesai.
6. Bapak Ir. Surya Sebayang, M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi.
7. Bapak dan ibu tercinta (Dadang SN dan Harningsih) yang selalu dan tidak
henti-hentinya memberikan bimbingan dan dukungan dalam studi dan hidup
penulis, serta kakak dan adikku (Selly Oktavia Ningtyas dan Dony Rizki
Fauzi) yang selalu memberikan semangat untuk tidak pernah menyerah.
8. Dedi Vernanda, Farida Rahma Hadi Putri, dan Klara Nalarita (tim penelitian
skripsi) yang telah bahu membahu selama 8 bulan di Laboratorium dalam
menyelesaikan penelitian sehingga dapat selesai.
9. Kepala Laboratorium (Ir. Eddy Purwanto, M.T) dan Teknisi Laboratorium
(Pak Bagio, Pak Ngadiono, Pak Kus, dan Kiyay Susanto) yang telah banyak
membantu selama di Laboratorium.
10. Rekan-rekan seperjuangan lomba (Taufik, Uun, Coco, Dedi dan Farida).
11. Novan dan Tazkia rekan tim Kerja Praktek yang telah berjuang bersama
selama 3 bulan.
12. Adik-adikku angkatan 2017 dan 2018 yang telah banyak membantu di
Laboratorium.
13. Seluruh keluarga besar Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung,
khususnya angkatan 2014 yang telah memberikan support.
xi
Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak
membantu dan memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis
berharap karya kecil ini dapat bermanfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis
sendiri.
Bandar Lampung, Januari 2019
Penulis
Candra Fauzan Akbar
Persembahan
Kupersembahkan karya kecilku yang jauh dari kata sempurna namun penuh
dengan kerja keras untuk orang yang kusayangi:
Bapak dan ibu tercinta, motivator terbesar dalam hidupku yang tak pernah jemu
mendo’akan dan menyayangiku, atas semua pengorbanan dan kesabaran
mengantarku sampai kini.
Kakak dan adikku, yang selalu memberi semangat kepada diriku.
Seluruh guru dan dosen yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada
diriku.
Sahabat-sahabatku seperjuangan di Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung
dan semua teman-teman yang tak mungkin penulis sebutkan satu-persatu, for you
all i miss you forever.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ..................................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv
DAFTAR TABEL.............................................................................................. xviii
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Tujuan ......................................................... ............................................ 2
1.3 Manfaat Penelitian ................................................................................... 3
1.4 Hipotesis .................................................................................................. 3
1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.6 Sistematika Laporan.................................................................................. 5
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 FRP dan Aplikasinya ............................................................................... 7
2.1.1 GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) ...................................... 7
2.1.2 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) .................................... 8
2.1.3 AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer) .................................... 9
2.1.4 Epoxy Resin ................................................................................... 10
2.2 Wiremesh dan Aplikasinya ..................................................................... 12
2.2.1 Ferosemen ...................................................................................... 13
2.3 Analisis Kapasitas Balok ........................................................................ 14
2.4 “State of Art” dari Aplikasi Penggunaan FRP ...................................... 19
III. METODE PENELITIAN
3.1 Metode Eksperimental ........................................................................... 22
3.1.1 Benda uji ........................................................................................ 22
3.1.2 Set up pengujian ............................................................................ 25
3.1.3 Hasil yang akan didapat ................................................................. 27
3.2 Metode Teoritis ....................................................................................... 29
3.3 Bagan Alir Penelitian .............................................................................. 30
IV. MATERIAL PROPERTI DAN PENGUJIAN BENDA UJI
xiv
4.1 Beton ....................................................................................................... 32
4.1.1 Uji material .................................................................................... 32
4.1.2 Perhitungan JMF (Job Mix Formula) ............................................ 34
4.1.3 Job mix ........................................................................................... 35
4.1.4 Perawatan beton (curing) .............................................................. 37
4.2 Perkuatan Balok ...................................................................................... 38
4.2.1 Material perkuatan ......................................................................... 38
4.2.2 Laminating perkuatan .................................................................... 39
4.2.3 Aplikasi perkuatan pada balok ...................................................... 41
4.3 Pengujian Benda Uji ............................................................................... 41
4.3.1 Set up pengujian ............................................................................ 41
4.3.2 Pelaksanaan pengujian ................................................................... 44
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Analisis dan Desain Secara Teori ........................................................... 46
5.1.1 Perhitungan beban retak (Pcr) ....................................................... 46
5.1.2 Perhitungan beban maksimum (Pmaks) ........................................ 51
5.2 Hasil Pengujian Secara Eksperimental ................................................... 54
5.2.1 Pengujian kuat tekan beton ............................................................ 54
5.2.2 Pengujian balok beton bertulang ................................................... 55
5.2.3 Analisis hasil pengujian ................................................................. 62
5.3 Perbandingan Kedua Metode .................................................................. 79
5.3.1 Analisis data Pcr teoritis dan Pcr eksperimental........................... 80
5.3.2 Analisis data Pmaks teoritis dan Pmaks eksperimental ................. 81
5.3.3 Revisi Pmaks balok BGW ............................................................. 82
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan ............................................................................................. 85
6.2 Saran ....................................................................................................... 88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
LAMPIRAN 4
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Berbagai macam tipe kawat jala ...................................................... 14
Gambar 2. Regangan untuk metode ACI 440 2R-08 ......................................... 14
Gambar 3. Flowchart analisis kapasitas balok dengan perkuatan komposit ..... 18
Gambar 4. Balok beton tanpa perkuatan (BN) ................................................. 23
Gambar 5. Balok beton dengan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) ................... 23
Gambar 6. Balok beton dengan perkuatan GFRP+WM+GFRP (BGW) ........... 23
Gambar 7. Posisi strain gauge pada balok normal (BN) ................................... 25
Gambar 8. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan wiremesh 2
Lapis (BW) ...................................................................................... 25
Gambar 9. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan GFRP+WM+
GFRP (BGW) .................................................................................. 26
Gambar 10. Set up pengujian dan pemasangan LVDT ........................................ 27
Gambar 11. Hubungan beban-defleksi pada balok .............................................. 28
Gambar 12. Bagan alir penelitian ........................................................................ 30
Gambar 13. Bagan alir pembuatan benda uji ....................................................... 31
Gambar 14. Memasukkan material SSD kedalam karung yang dilapisi
plastik ............................................................................................... 34
Gambar 15. Bekisting dengan pengaku ............................................................... 36
Gambar 16. Pembekokkan tulangan .................................................................... 37
xvi
Gambar 17. Perakitan tulangan ............................................................................ 37
Gambar 18. Proses curing balok .......................................................................... 38
Gambar 19. GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) ........................................ 39
Gambar 20. Wiremesh ........................................................................................... 39
Gambar 21. Pencampuran lem epoxy resin ......................................................... 40
Gambar 22. Proses laminating ............................................................................. 40
Gambar 23. Pemasangan perkuatan ke balok ...................................................... 41
Gambar 24. Set up balok pada alat Loading Frame ............................................ 42
Gambar 25. Pemasangan dial gauge ................................................................... 43
Gambar 26. Strain gauge ..................................................................................... 44
Gambar 27. Strain indicator ................................................................................ 44
Gambar 28. Pelaksanaan pengujian ..................................................................... 45
Gambar 29. Perletakan balok dan diagram momen akibat beban terpusat .......... 51
Gambar 30. Grafik hubungan beban dan lendutan balok normal (BN) ............... 64
Gambar 31. Grafik hubungan beban dan lendutan balok normal dengan
perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) .................................................... 65
Gambar 32. Grafik hubungan beban dan lendutan balok normal dengan
perkuatan GFRP dan wiremesh (BGW) ........................................... 66
Gambar 33. Grafik hubungan beban dan lendutan pada setiap balok ................. 67
Gambar 34. Grafik hubungan beban dan regangan BN 1 .................................... 70
Gambar 35. Diagram regangan balok BN 1 ........................................................ 71
Gambar 36. Grafik hubungan beban dan regangan BN 2 .................................... 71
Gambar 37. Diagram regangan balok BN 2 ........................................................ 72
Gambar 38. Grafik hubungan beban dan regangan BW 2 ................................... 73
xvii
Gambar 39. Diagram regangan balok BW 2 ....................................................... 74
Gambar 40. Grafik hubungan beban dan regangan BGW 1 ................................ 74
Gambar 41. Diagram regangan balok BGW 1 ..................................................... 75
Gambar 42. Grafik hubungan beban dan regangan BGW 2 ................................ 76
Gambar 43. Diagram regangan balok BGW 2 ..................................................... 77
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Karakteristik bahan glass, aramid, dan carbon .................................... 10
Tabel 2. Spesifikasi bahan wiremesh .................................................................. 12
Tabel 3. Hasil mix design.................................................................................... 35
Tabel 4. Hasil perhitungan Pcr teoritis ............................................................... 51
Tabel 5. Data material properti balok beton bertulang dan perkuatan ............... 52
Tabel 6. Hasil analisis balok BN ........................................................................ 53
Tabel 7. Hasil analisis balok BW ....................................................................... 53
Tabel 8. Hasil analisis balok BGW..................................................................... 53
Tabel 9. Hasil pengujian kuat tekan beton.......................................................... 54
Tabel 10. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BN 1 ............................ 56
Tabel 11. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BN 2 ............................ 57
Tabel 12. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BW 1 ........................... 58
Tabel 13. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BW 2 ........................... 59
Tabel 14. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BGW 1 ......................... 60
Tabel 15. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BGW 2 ......................... 61
Tabel 16. Beban maksimum berdasarkan hasil pengujian.................................... 62
Tabel 17. Nilai indeks kedaktilan pada benda uji balok ....................................... 69
Tabel 18. Perbandingan data Pcr antara hasil teoritis dengan hasil
pengujian .............................................................................................. 80
xix
Tabel 19. Perbandingan data Pmaks antara hasil teoritis dengan hasil
pengujian .............................................................................................. 81
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton bertulang merupakan material komposit yang terdiri dari beton dan
baja tulangan yang ditanam di dalam beton. Sifat utama beton adalah sangat
kuat menahan beban tekan (kuat tekan tinggi) tetapi lemah di dalam
menahan gaya tarik (Pratikto, 2009). Baja tulangan di dalam beton berfungsi
menahan gaya tarik yang bekerja dan sebagian gaya tekan.
Salah satu penggunaan beton bertulang yaitu pada struktur balok. Balok
sendiri adalah bagian dari struktur sebuah bangunan yang kaku dan
dirancang untuk menahan gaya lentur dan geser. Sesuai dengan fungsi balok
menahan gaya lentur dan geser maka sering terjadi kerusakan atau
kegagalan struktur pada pada daerah tersebut. Kerusakan atau kegagalan
struktur tersebut dapat diakibatkan oleh umur struktur, akibat perubahan
pembebanan, ataupun akibat bencana alam. Untuk menanggulangi
kerusakan struktur tersebut dapat dilakukan perkuatan struktur. Salah satu
metode perkuatan struktur adalah dengan menggunakan material GFRP
(Glass Fiber Reinforcement Polymer). Metode perkuatan eksternal dengan
GFRP ini diaplikasikan pada bagian permukaan tarik beton bawah balok
dengan menggunakan epoxy resin.
2
Pada penelitian terdahulu, I Ketut Sudarsana dan Ida Bagus Rai Widiarsa
(2008), balok yang diperkuat dengan GFRP dapat meningkatkan kuat lentur,
dimana pada penambahan 1 lapis GFRP terjadi peningkatan sebesar 10,8 %
dengan model keruntuhan yang terjadi yaitu keruntuhan lentur yang disertai
dengan putusnya GFRP. Sedangkan pada penambahan 2 lapis GFRP terjadi
peningkatan kuat lentur sebesar 13,4 % dengan model keruntuhan yang
terjadi yaitu keruntuhan lentur yang disertai dengan pelepasan lekatan antara
GFRP dengan beton (debonding). Hal ini menunjukkan penggunaan GFRP
untuk perkuatan balok sangat berpengaruh besar terhadap peningkatan kuat
lentur. Namun hal ini menunjukan GFRP belum bekerja maksimum,
mengingat terjadi keruntuhan yang berbeda pada kedua model tersebut.
Karena hal itu, penulis akan melakukan penelitian mengenai perkuatan
balok beton bertulang dengan mengkombinasikan Wiremesh dan GFRP.
Dengan kombinasi kedua bahan ini diharapkan dapat lebih memaksimalkan
penggunaan GFRP dan juga lebih meningkatkan nilai kuat lentur pada
balok.
1.2 Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah:
1. Membandingkan kekuatan balok beton bertulang terhadap kuat lentur
sebelum dan sesudah diperkuat dengan Wiremesh 2 lapis atau dengan
kombinasi Wiremesh dan GFRP (Glass Fiber Reinforcement Polymer).
2. Mengetahui nilai daktilitas sebelum dan sesudah diperkuat berdasarkan
grafik perbandingan beban-lendutan.
3
1.3 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh perkuatan Wiremesh dan GFRP pada balok beton
bertulang.
2. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan kepada ilmu
pengetahuan tentang perkuatan balok dengan menggunakan kombinasi
Wiremesh dan GFRP.
3. Sebagai bahan untuk penelitian lanjutan dalam bidang perkuatan
struktur.
1.4 Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah :
1. Semakin banyak lapis wiremesh yang digunakan maka semakin besar
gaya lentur yang mampu ditahan.
2. Semakin tebal lapisan GFRP, maka semakin besar nilai kekakuan dan
daktilitasnya.
3. Mengetahui material GFRP mempunyai sifat agak getas, sementara
wiremesh mempunyai sifat leleh yang tinggi. Maka dengan
mengkombinasikan kedua material tersebut akan didapat struktur yang
kuat menahan beban yang besar namun tidak bersifat getas.
1.5 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penelitian ini adalah :
4
1. Benda uji beton yang digunakan adalah beton normal (f’c = 25 Mpa)
dengan 6 buah benda uji balok dimensi 15 cm x 15 cm x 170 cm dan 30
buah benda uji silinder dimensi diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm.
2. Metode pengujian yang dilakukan adalah Metode Eksperimental
dengan uji lentur menggunakan alat Loading Frame dan metode teoritis
yang berdasarkan pada standar ACI 440.2R-08 dan SNI-2874-2002.
1.6 Sistematika Laporan
Sistematika penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penyusunan tugas
akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan, manfaat , hipotesis, batasan
masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan landasan teori dari beberapa literatur yang mendukung
pembahasan tentang studi kasus yang diambil, yaitu perkuatan
balok beton bertulang dengan kombinasi Wiremesh dan GFRP
dengan beton normal.
BAB III : METODE PENELITIAN
Terdiri dari dua metode yaitu Metode Eksperimental dan Metode
Teoritis yang berdasarkan pada standar ACI 440.2R-08 dan SNI
1726 tahun 2012.
BAB IV : MATERIAL PROPERTI DAN PENGUJIAN BENDA UJI
5
Bab ini menjelaskan tentang pelaksanaan penelitian dari mulai
persiapan material, pabriksasi sampai dengan pengujian benda uji
balok yang dilakukan di Laboratorium Konstruksi dan Bahan,
Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
BAB V : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bagian ini berisi presentasi hasil pengujian secara eksperimental.
Hasil analisis dan desain secara teorinya dibahas dalam bagian ini
dan perbandingan kedua metode tersebut dibahas lebih detail pada
bagian ini juga.
BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai, maka pada bagian
kesimpulan ini ditampilkan output/keluaran utama dari hasil
penelitian beserta kesimpulan-kesimpulannya. Dan pada bagian
saran ini berupa pengembangan dari hasil penelitian dan
diharapkan dari bagian saran ini didapat informasi untuk memberi
kesempatan bagi peneliti dalam mengembangkan dan
memperbaiki hasil penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Berisikan referensi-referensi yang digunakan dalam penulisan
tugas akhir ini.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Perkuatan struktur dilakukan sebagai upaya pencegahan sebelum struktur
mengalami kerusakan/kehancuran. Saat ini metode perkuatan struktur sangat
beragam dan bervariasi, salah satunya yaitu metode perkuatan eksternal.
Perkuatan eksternal ini bermacam-macam jenisnya, ada yang menggunakan
lapisan serat fiber (FRP) dan ada juga yang menggunakan tulangan wiremesh.
FRP (Fiber Reinforced Polymer) merupakan material komposit yang terdiri dari
polimer matrik yang melekat pada serat berkekuatan tinggi seperti, serat gelas,
aramid, dan serat carbon (Primasari, P et al, 2014).
FRP biasanya digunakan untuk perlindungan struktur secara keseluruhan,
memperbaiki ketahanan gempa, meng-upgrade struktur yang sudah ada, dan
memperbaiki struktur yang tidak memiliki kekuatan desain aslinya karena
kesalahan konstruksi, korosi dan penambahan beban. Sementara perkuatan yang
menggunakan tulangan wiremesh biasanya dikombinasikan dengan mortar yang
dikenal sebagai ferosemen. Diketahui bahwa FRP mempunyai sifat yang agak
getas sedangkan tulangan wiremesh mempunyai sifat kuat tarik yang tinggi, maka
dengan mengkombinasikan kedua material tersebut untuk perkuatan diharapkan
dapat meningkatkan perkuatan yang optimal dan melengkapi kekurangan material
masing-masing.
7
2.1 FRP dan Aplikasinya
FRP (Fiber Reinforced Polymer) merupakan material komposit yang terdiri
dari polimer matrik yang melekat pada serat berkekuatan tinggi seperti, serat
glass, aramid, dan carbon (Primasari, P et al, 2014). Tidak seperti material
baja, beton, dan lainnya, komposit FRP termasuk ke dalam jenis material
yang bersifat anisotropik, yaitu komposit yang matriksnya memberikan
penguatan yang tidak sama terhadap arah yang berbeda, misalnya nilai
penguatan untuk arah transversal tidak sama dengan penguatan arah
longitudinal (Thomas Keller, 2003).
Keunggulan dan keuntungan dari sistem perkuatan FRP ini yaitu bahan
lebih ringan sehingga penambahan beban mati lebih sedikit, kekuatan tarik
tinggi, tidak terjadi korosi sehingga memiliki durabilitas (keawetan) yang
bahannya mudah untuk dibentuk (fleksibel) (I Ketut Sudarsana dan Ida
Bagus Rai Widiarsa, 2008). Bahan serat yang umum digunakan pada FRP
ada 3 jenis, yaitu:
2.1.1 GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer)
Glass Fiber Reinforcement Polimer (GFRP) adalah serat polimer yang
terbuat dari matriks plastik diperkuat oleh serat halus dari kaca. Di
jerman GFRP juga dikenal dengan nama GFK (Glasfaserverstärkter
Kunststoff). GRFP merupakan jenis perkuatan yang memiliki kekuatan
yang sangat besar, dan bahan yang ringan (Siti Nurlina et al, 2016).
8
dipintal dengan bantuan Bushing Platinumrhodium pada kecepatan
200 mph (Duhri, 2013).
GFRP memiliki dua produk yaitu Tyfo SEH-25A dan Tyfo SEH-51A.
Dalam pelaksanaannya Tyfo SEH-25A dan Tyfo SEH-51A
dikombinasikan dengan perekat epoxy resin untuk menigkatkan
kekuatan dan daktilitas dari jembatan, bangunan dan struktur lainnya
(fyfefibrwrapindonesia.2.tyfoSEH-51A.pdf, 2012).
Penggunaan GFRP biasanya digunakan untuk perkuatan balok, kolom,
dan struktur bangunan lainnya. Selain untuk perkuatan, GFRP juga
dapat digunakan untuk interior maupun eksterior ruangan, karena
GFRP merupakan bahan yang tahan akan segala jenis cuaca, tahan
dengan air yang mengandung garam seperti air laut, dan lainnya.
Untuk pengaplikasiannya GFRP merupakan bahan yang sangat
serbaguna dimana bahan ini memiliki jenis bahan yang ringan,
kekuatan, dan ketahanan terhadap segala jenis cuaca.
2.1.2 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer)
CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) merupakan salah satu jenis
FRP yang terbuat dari serat carbon. CFRP merupakan sejenis plat baja
tipis yang mengandung serat-serat carbon dan fiber (Sianipar, 2009).
Kelebihan material ini adalah lebih baik dibandingkan GFRP dan
AFRP dilihat dari kekuatan dan elastisitasnya yang jauh lebih bagus.
CFRP mempunyai kuat tarik yang lebih tinggi dari kuat tarik baja
9
tulangan sebesar 2800 MPa, mempunyai kekakuan yang cukup tinggi
dimana modulus elastisitasnya (E) sebesar 165.000 MPa, tidak
mengalami korosi karena terbuat dari bahan non logam, mempunyai
penampang kecil dan sangat ringan dengan berat 1,5 g/cm3 serta
mudah dalam pemasangannya (R, Djamaluddin et al, 2015). Adapun
kekurangannya adalah CFRP masih tergolong sangat mahal.
2.1.3 AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer)
AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer) merupakan serat mutu
tinggi yang dibentuk dari polyamide dengan struktur ikatan aromatic
(Ariyadi Basuki, 2005). Material perkuatan dengan basis serat aramid
merupakan salah satu metode perkuatan yang menawarkan
kemudahan dalam pelaksanaan dan kehandalan dalam kekuatan.
Material ini akan terpengaruh oleh kondisi lingkungan dengan
kelembaban yang ekstrem serta panas yang berlebih.
Ketiga jenis serat tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda.
Adapun karakteristik dari bahan-bahan carbon, aramid dan glass
dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.
10
Tabel 1. Karakteristik bahan glass, aramid, dan carbon
Sumber: fyfefibrwrapindonesia.presentation-tyfo, 2012.
2.1.4 Epoxy resin
Selain ketiga serat FRP tersebut, ada satu bahan yang tidak kalah
penting , yaitu epoxy resin. Epoxy resin adalah larutan yang digunakan
untuk merekatkan serat fiber pada beton atau objek yang ingin
diperkuat. Campuran epoxy resin terdiri dari bahan padat dan cair
yang saling larut. Campuran dengan epoxy resin yang lain dapat
digunakan untuk mencapai kinerja tertentu dengan sifat yang
diinginkan. Epoxy resin yang paling banyak digunakan adalah
Bisphenol A Eter Diglisidil (R. Djamaluddin et al, 2015).
Beberapa keuntungan epoxy resin sebagai berikut:
a. Berbagai sifat mekanis memungkinkan pilihan yang lebih banyak.
b. Tidak ada penguapan selama proses pengeringan.
c. Rendahnya penyusutan selama proses pengeringan.
d. Ketahanan yang baik terhadap bahan kimia.
e. Memiliki sifat adhesi yang baik terhadap berbagai macam
pengisi, serat dan subtrat lainnya.
11
Pemanfaatan material komposit fiber pada struktur beton, dapat diterapkan
pada tahap aplikasi beton baru (pembuatan elemen struktur baru) ataupun
yang bersifat renovasi/perbaikan. Hal tersebut dapat dikategorikan sebagai
berikut (Ariyadi Basuki, 2005):
1. Aplikasi pada beton baru, pengganti besi tulangan dengan material
komposit fiber glass/carbon (berbentuk batangan/tulangan).
2. Aplikasi pada beton baru, penggunaan dalam bentuk rangka, perpaduan
batang dan profil.
3. Aplikasi pada beton lama/perbaikan:
a. Dengan perekat epoxy resin (externally bonded method), metode
ini menggunakan laminate carbon/aramid yang dipadukan dengan
perekat berbahan epoxy resin. Dalam aplikasinya, untuk
memperkuat lekatan pada sisi tumpuan, diberi angkur penahan
yang tertanam pada struktur elemen beton yang diperkuat.
Penerapan ditempatkan pada sisi bawah dari pelat, balok atau
membungkus kolom (jacketing).
b. Dengan menggunakan kaitan mekanis (mechanically fastened
method), metode perkuatan ini menggunakan laminate carbon yang
direkatkan dengan pasak/kaitan tertanam pada sisi bawah elemen
struktur yang diperkuat. Fungsi pasak tersebut untuk
mendistribusikan gaya/tegangan internal secara merata pada
permukaan beton. Resiko kegagalan akibat lepasnya rekatan dapat
diperkecil.
12
2.2 Wiremesh dan Aplikasinya
Wiremesh adalah bahan material yang terbuat dari beberapa batang logam,
baja atau alumunium dalam jumlah banyak dan dihubungkan satu sama lain
dengan cara dilas atau bahkan dihubungkan dengan pin atau peralatan lain
hingga berbentuk lembaran dan ada yang bisa digulung.
Wiremesh dibuat dalam berbagai jenis dan ukuran yang biasanya
disesuaikan dengan berbagai macam kebutuhan. Ukuran diameter tulangan
wiremesh biasa ditulis dengan awalan M, misalnya M5 untuk wiremesh
dengan diameter tulangan 5 mm. Ukuran diameter tulangan wiremesh yang
ada di pasaran adalah ukuran M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10, M11, M12.
Ukuran standar untuk wiremesh adalah lembaran ukuran 2,1 m x 5,4 m,
tetapi untuk ukuran diameter kecil seperti M4 dan M5 tersedia juga dalam
bentuk roll ukuran 2,1 m x 5,4 m.
Tabel 2. Spesifikasi bahan wiremesh
Wiremesh Diameter
(mm)
Actual
Weight
(gr/mm)
Kekuatan
tarik
(N/mm2)
Batas
ulur
(N/mm2)
Elongation
(%)
M4 4,0 15,45 min 490 min 400 min 8 %
M5 4,7 21,33 min 490 min 400 min 8 %
M5 4,5 19,55 min 490 min 400 min 8 %
M6 5,7 31,37 min 490 min 400 min 8 %
M6 5,5 29,2 min 490 min 400 min 8 %
M7 6,7 43,34 min 490 min 400 min 8 %
13
M7 6,5 40,79 min 490 min 400 min 8 %
M8 7,7 57,24 min 490 min 400 min 8 %
M8 7,5 54,31 min 490 min 400 min 8 %
M9 8,7 73,07 min 490 min 400 min 8 %
M9 8,5 69,75 min 490 min 400 min 8 %
M10 9,7 90,84 min 490 min 400 min 8 %
M10 9,5 87,13 min 490 min 400 min 8 %
M11 10,7 110,53 min 490 min 400 min 8 %
M11 10,5 106,44 min 490 min 400 min 8 %
M12 11,7 132,16 min 490 min 400 min 8 %
M12 11,5 127,68 min 490 min 400 min 8 %
Sumber: Batraja
Untuk aplikasi wiremesh dalam perkuatan struktur, umumnya tulangan
wiremesh dikombinasikan dengan mortar yang dikenal sebagai Ferosemen.
Adapun yang dimaksud dengan Ferosemen sebagai berikut:
2.2.1 Ferosemen
Ferosemen adalah semacam konstruksi beton bertulang tipis, dimana
biasanya semen hidrolis ditulangi dengan lapisan-lapisan jala yang
bergaris tengah kecil dan menerus. Lapisan jala dapat terbuat dari
bahan metal atau bahan lain yang cocok digunakan (ACI Committe
549, 1997). Ferosemen mempunyai keuntungan khusus sebagai bahan
struktur karena sifat mekanika seperti kuat tarik, lentur, geser dan
daya tahan terhadap retak yang lebih besar dibandingkan dengan
beton biasa. Distribusi yang seragam dengan tingginya rasio luas
14
permukaan dibandingkan volume menjadikan ferosemen mampu
menahan retak lebih baik (Hartono,1997). Secara umum kawat jala
tersebut digolongkan dalam bentuk seperti kawat jala segi enam, segi
empat, wajik, dan anyaman persegi, seperti terlihat paa gambar 1.
(a) Kawat jala segi enam (b) Kawat jala las segi empat
(c) Kawat jala wajik (d) kawat jala anyaman persegi
Sumber: B. Soebandono et al, 2011
Gambar 1. Berbagai macam tipe kawat jala.
2.3 Analisis Kapasitas Balok
Untuk menganalisis dan membandingkan hasil yang diperoleh secara
eksperimental digunakan metode ACI 440 2R-08 dan SNI-2874-2002.
Gambar 2. Regangan untuk metode ACI 440 2R-08.
15
Untuk perkuatan lentur dengan FRP, perhitungan desain mengacu pada ACI
Committee 440. Adapun perhitungan disajikan dalam rumus-rumus sebagai
berikut:
Dalam mendesain kekuatan lentur diperlukan faktor reduksi terhadap
momen yang terjadi.
............................................................................................ (1)
Untuk melindungi kemampuan lekatan FRP diberikan persamaan untuk
menghitung koefisien lekatan yaitu:
(
) .................. (2)
Dengan memberikan asumsi bahwa nilai regangan maksimum pada beton
sebesar 0.003, maka regangan yang terjadi pada FRP dapat dihitung dengan
persamaan (3).
(
) .......................................................... (3)
Setelah mendapatkan nilai regangan pada FRP, maka nilai tegangan pada
FRP dapat dihitung dengan persamaan (4).
........................................................................................... (4)
Dengan menggunakan persamaan (5) dan (6) nilai regangan dan nilai
tegangan pada tulangan dapat dihitung. Setelah diketahui nilai nilai
regangan dan tegangan pada tulangan dan FRP, posisi garis netral dapat
dicek berdasarkan gaya dalam yang terjadi dengan menggunakan persamaan
(7).
(
) .............................................................................. (5)
...................................................................................... (6)
16
................................................................................... (7)
Kapasitas momen nominal perkuatan perkuatan lentur dengan menggunakan
FRP dapat dihitung dengan persamaan (8). Untuk perkuatan lentur ACI
committee 440 merekomendasikan nilai faktor reduksi untuk FRP (ψf)
sebesar 0,85.
(
)
(
) ........................... (8)
Keterangan:
Km = koefisien lekatan pada lapisan FRP
ɛfu = regangan maksimum pada FRP
n = jumlah lapisan perkuatan FRP
Ef = modulus elastisitas FRP (MPa)
tf = ketebalan nominal 1 lapis perkuatan FRP (mm)
ɛfe = regangan efektif pada FRP yang dicapai saat terjadi kegagalan
ɛcu = regangan ultimate pada beton di daerah tekan (0,003)
h = ketebalan penampang (mm)
c = jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)
ɛbi = regangan pada substrat beton pada saat pemasangan FRP
ffe = tegangan pada FRP (MPa)
fy = tegangan leleh baja tulangan (MPa)
ψf = faktor reduksi kekuatan FRP
Af = luas penampang perkuatan FRP (mm2)
ffe = tegangan efektif FRP (MPa)
17
Rumus diatas hanya digunakan untuk perkuatan yang menggunakan FRP
saja. Adapun jika perkuatan yang digunakan terdiri dari lebih dari satu
bahan atau biasa disebut komposit, maka analisis yang digunakan sedikit
berbeda. Berikut flowchart dari analisis kapasitas balok perkuatan dengan
bahan komposit.
Tidak Iya
Mulai
Input dimensi balok, properti concrete, steel dan
wiremesh
Hitung:
As, Aswm, Af, ρ, ρmin
Ket:
As = luas tulangan
Aswm = luas wiremesh
Af = luas FRP
ρ = ρ terpasang
ρmin = ρ minimum
ρ > ρmin
As terlalu kecil
𝜌𝑏 ,85 𝑓′𝑐
𝑓𝑦 𝛽 *
𝑓𝑦+
β1 = 0,85, untuk f’c ≤ M
β1 = 0,85 – 0,008 (f’c – 30),
untuk 30 < f’c < 55 MPa
β1 = 0,65, untuk f’c ≥ 55 M
18
Iya
Tidak
Tidak
Iya
Gambar 3. Flowchart analisis kapasitas balok dengan perkuatan komposit.
ρ ≤ 0,75 ρb
Penampang diperbesar
𝑎 𝑇𝑠 𝑇𝑤𝑚 𝑇𝑓
𝐶
𝐴𝑠 𝑓𝑦 𝐴𝑠𝑤𝑚 𝑓𝑦 𝐴𝑓 𝑓𝑓𝑢
, 5 𝑓′𝑐 𝑏
C = T
ɛs = 𝑑 𝑐
𝑐 ɛ𝑐𝑢 > ɛ𝑦
ɛwm = 𝑤𝑚 𝑐
𝑐 ɛ𝑐𝑢 > ɛ𝑦
ɛfe = 𝑓 𝑐
𝑐 ɛ𝑐𝑢 > ɛ𝑦
𝑀𝑛 𝐴𝑠 𝑓𝑦 (𝑑 𝑎
2) 𝐴𝑓 𝑓𝑓𝑒 ( 𝑓
𝑎
2) 𝐴𝑠𝑤𝑚 𝑓𝑦 ( 𝑤𝑚
𝑎
2)
𝑃𝑛 2 𝑀𝑛
𝑙′
19
Perhitungan diatas digunakan untuk mencari beban maksimum pada balok
(Pmaks). Sementara untuk beban pada saat retak (Pcr) dapat digunakan
rumus sebagai berikut:
........................................................................................ (9)
Adapun fr adalah modulus hancur beton yang dapat dicari dengan
persamaan:
, 2 √ ′ ................................................................................... (10)
Sedangkan Ig adalah momen ineria bruto dan c merupakan garis netral. Dari
nilai Mcr tersebut dapat dihitung nilai Pcr pada balok dengan persamaan:
′ ............................................................................................ (11)
Dimana l’ merupakan jarak point load ke tumpuan.
2.4 “State of Art” dari Apikasi Penggunaan FRP
R. Djamaluddin et al (2013) meneliti pengaruh hybrid serat carbon (CFRP)
dan serat glass (GFRP) terhadap kapasitas lentur balok beton bertulang.
Pada penelitian ini dimensi balok yang digunakan adalah 150 cm x 20 cm
dengan panjang 270 cm. Ada dua macam variasi yang digunakan yaitu
variasi I (BGC) yang terdiri dari 1 lapis GFRP penuh permukaan + 1 lapis
CFRP dengan lebar 1/3 lebar balok, dan variasi II (BGCG) yang terdiri dari
1 lapis GFRP penuh permukaan + 1 lapis CFRP dengan lebar 1/3 lebar
balok + 1 lapis GFRP penuh permukaan. Adapun metode penelitian ini
terdiri dari dua tahap pengujian yaitu pengujian balok beton bertulang
normal yang dibebani hingga mencapai tulangan leleh dan pengujian balok
beton bertulang yang diperkuat GFRP dan CFRP. Hasil pengujian untuk
20
balok beton bertulang yang telah diperkuat GFRP dan CFRP menunjukan
bahwa balok mampu menahan kapasitas beban hingga mencapai 175,19 %
untuk balok variasi I dan 214,69 % untuk balok variasi II terhadap balok
normal. Mode kegagalan yang terjadi pada balok semuanya mengalami
lepasnya lekatan antara FRP dan beton (debonding failure). Sedangkan pada
lapisan hybrid-nya tidak terjadi kerusakan antara GFRP dan CFRP (R.
Djamaluddin et al, 2013).
Fikri Alami (2010) meneliti balok beton bertulang yang diperkuat dengan
GFRP. Balok beton bertulang berukuran 20 cm x 30 cm x 300 cm sebanyak
4 buah dengan variasi jumlah layer yaitu tanpa GFRP, dengan GFRP 1
layer, 2 layers dan 3 layers. Pengujian lentur dilakukan pada 4 balok beton
bertulang. Peningkatan kekuatan berdasarkan hasil eksperimen di
laboratorium ditunjukkan dengan meningkatnya nilai beban yang mampu
ditahan oleh balok dari (BL) 4,198 ton, (BL-1) 6,804 ton (meningkat 62,08
%), (BL-2) 7,078 ton (meningkat 68,60 %), dan (BL-3) 7,352 ton
(meningkat 75,13 %). Mode kegagalan pada balok beton (BL) pada
penelitian ini ialah keruntuhan lentur, keruntuhan GFRP yang terjadi ialah
pilling-off atau pelat GFRP mengelupas (Fikri Alami, 2010).
I Ketut Sudarsana dan Ida Bagus Rai Widiarsa (2008) juga telah melakukan
penelitian mengenai perilaku runtuh balok beton bertulang yang diperkuat
dengan lapis Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP). Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui perilaku runtuh dan kuat lentur dari balok
beton bertulang yang diberi penambahan lapis GFRP pada daerah tarik
21
balok. Pengujiaan ini menggunakan benda uji balok dengan ukuran 100 mm
x 150 mm x 1100 mm di atas tumpuan sederhana. Balok dibebani dua beban
terpusat dengan jarak 300 mm dari masing-masing tumpuan. Pada balok
dikerjakan 3 perlakuan yaitu balok tanpa penambahan lapis GFRP, balok
dengan penambahan 1 lapis GFRP, dan balok dengan penambahan 2 lapis
GFRP. Lapis GFRP yang digunakan penelitian ini terdiri dari serat glass
(fiberglass) yang berbentuk woven roving, dilekatkan pada permukaan beton
dengan epoxy resin. Data-data yang diamati berupa beban retak, beban
ultimit, pola retak, lebar retak, lendutan dan model keruntuhan. Hasil dari
penelitian ini menunjukan bahwa dengan penambahan lapis GFRP dapat
menahan terjadinya panjang retak dan lebar retak pada balok beton
bertulang. Penambahan lapis GFRP juga dapat meningkatkan kuat lentur
balok, dimana pada penambahan 1 lapis GFRP terjadi peningkatan sebesar
10,8 % dengan model keruntuhan yang terjadi yaitu keruntuhan lentur yang
disertai dengan putusnya GFRP. Sedangkan pada penambahan 2 lapis GFRP
terjadi peningkatan kuat lentur sebesar 13,4 % dengan model keruntuhan
yang terjadi yaitu keruntuhan lentur yang disertai dengan pelepasan lekatan
antara GFRP dengan beton (debonding) (I Ketut Sudarsana dan Ida Bagus
Rai Widiarsa, 2008).
III. METODE PENELITIAN
Dalam penelitian ini, peneliti membagi menjadi dua metode yaitu metode
eksperimental dan metode teoritis. Secara umum metode eksperimental
menggambarkan lay-out dari benda uji dan mempresentasikan hasil yang didapat
dari pengujian di laboratorium. Sedangkan metode teoritis digunakan untuk
membandingkan hasil yang didapat dari metode eksperimental berdasarkan pada
standar ACI 440.2R-08 dan SNI-2874-2002.
3.1 Metode Eksperimental
3.1.1 Benda uji
Penelitian ini menggunakan 30 buah benda uji silinder dengan
dimensi diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm, dan 6 buah benda uji
balok beton bertulang dengan dimensi 15 cm x 15 cm x 170 cm. Ada
tiga jenis variasi yang digunakan dalam penelitian ini. Dua balok
pertama (BN1 dan BN2) merupakan balok beton bertulang tanpa
perkuatan atau disebut balok normal, dua balok kedua (BW1 dan
BW2) merupakan balok yang diperkuat dengan tulangan wiremesh
sebanyak 2 lapis, dan dua balok terakhir (BGW1 dan BGW2)
merupakan balok yang diperkuat dengan kombinasi GFRP +
Wiremesh + GFRP.
23
Adapun tulangan yang digunakan yaitu pada daerah tekan digunakan
tulangan 2 ø 6 dan pada daerah tarik digunakan tulangan 2 ø 10.
Sementara untuk tulangan sengkang digunakan ø 6 – 48 mm. Detail
benda uji dapat dilihat seperti pada Gambar 4, 5, dan 6. Adapun
pengecoran benda uji menggunakan ready mix dengan kuat tekan f’c =
25 MPa.
Gambar 4. Balok beton tanpa perkuatan (BN).
Gambar 5. Balok beton dengan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW).
Gambar 6. Balok beton dengan perkuatan GFRP+WM+GFRP
(BGW).
GFRP dan wiremesh akan dipasang setelah benda uji di curing selama
21 hari. GFRP yang digunakan dalam penelitian ini adalah GFRP tipe
24
SEH51 dengan Ultimate Tensile Strength dalam arah serat utama
sebesar 460 MPa, dan Tensile Modulus sebesar 20900 MPa. Ketebalan
1 lapis GFRP yang digunakan yaitu 1,33 mm. Sedangkan wiremesh
yang digunakan tipe kawat jala las segi empat diameter 0,55 mm
dengan lebar bukaan 6 mm x 6 mm. Proses pemasangan balok dengan
variasi BW dan BGW ini terdiri dari 4 tahapan yaitu:
1. Tahap pertama adalah penghalusan permukaan beton yang akan
dipasangi lapisan perkuatan dengan menggunakan
gerinda/amplas.
2. Tahap kedua yaitu pemotongan GFRP maupun wiremesh dengan
ukuran 15 cm x 144 cm.
3. Tahap ketiga yaitu memberikan bahan perekat yaitu epoxy resin
pada permukaan beton dengan menggunakan skrap.
4. Tahap keempat adalah penempelan GFRP dan wiremesh pada
benda uji menggunakan metode wet lay-up.
Adapun yang dimaksud dengan metode wet lay-up yaitu metode
pemasangan FRP, dimana FRP yang akan dipasang perlu dibasahi
sebelumnya terlebih dahulu dengan epoxy resin untuk selanjutnya
dilapisi pada benda uji yang akan diperkuat (Mufti Amir Sultan et al,
2015). Posisi penempelan GFRP dan wiremesh berada pada daerah
sisi tarik benda uji balok. Hal ini dikarenakan penelitian ini berfokus
pada perilaku balok akibat gaya lentur dengan perkuatan yang berbeda
atau tanpa perkuatan sama sekali.
25
3.1.2 Set up pengujian
Untuk mengukur lendutan pada balok setelah dilakukan pembebanan
maka dipasang strain gauge. Pemasangan strain gauge pada baja
tulangan di daerah tarik sebanyak 1 buah. Pada beton dipasang strain
gauge sebanyak 2 buah yaitu pada daerah tekan benda uji (atas balok)
dan sisi balok (15 mm dari atas balok). Pada GFRP dan wiremesh
dipasang strain gauge sebanyak 1 buah yang posisi pemasangannya
berada di tengah benda uji seperti ditunjukkan pada Gambar 7, 8, dan
9.
Gambar 7. Posisi strain gauge pada balok normal (BN).
Gambar 8. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan wiremesh
2 lapis (BW).
26
Gambar 9. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan
GFRP+WM+GFRP (BGW).
Set up pengujian diilustrasikan seperti Gambar 10, sebelum pengujian
dipasang dial gauge sebanyak 2 buah ditengah balok bagian bawah
sebelah kiri dan kanan untuk mengukur besarnya lendutan akibat
beban. Pengujian dilakukan dengan two point load, digunakan
pembebanan yang bersifat monotonik dengan kecepatan konstan
sebesar 0,05 mm/dt sampai benda uji mengalami kegagalan.
Pembacaan data pada proving ring diambil setiap kenaikan 5 divisi
atau setara 0,38 Ton pada kondisi normal, sedangkan untuk kondisi-
kondisi tertentu seperti first cracking, yield, dan ultimate load diambil
lebih rapat. Sementara pengamatan terhadap benda uji terus dipantau
secara visual, terutama terhadap perkembangan retak yang terjadi
akibat bertambahnya beban, juga terhadap perilaku keruntuhan yang
terjadi. Pembebanan dilakukan hingga mencapai beban ultimit.
27
Gambar 10. Set up pengujian dan pemasangan dial gauge.
3.1.3 Hasil yang akan didapat
1. Hubungan beban dan lendutan (Nawy, 2003)
Hubungan beban–lendutan balok beton bertulang pada dasarnya dapat
diidealisasikan menjadi beban trilinier menjadi seperti yang
diperlihatkan pada Gambar 11. Hubungan ini terdiri dari tiga daerah
sebelum terjadinya rupture.
Daerah I : Taraf praretak, dimana batang-batang strukturalnya
bebas retak.
Daerah II : Taraf pascaretak, dimana batang-batang strukturalnya
mengalami retak-retak terkontrol yang masih dapat
diterima, baik dalam distribusinya maupun lebarnya.
Daerah III : Taraf pasca-serviceability, dimana tegangan pada
tulangan tarik sudah mencapai tegangan lelehnya.
28
Sumber: Nawy, 2003.
Gambar 11. Hubungan beban-defleksi pada balok.
2. Hubungan beban dan regangan
Struktur yang mendapat beban-beban dari luar akan mengalami
deformasi. Nilai deformasi dibagi dengan dimensi awal sebelum
dibebani didefinisikan sebagai regangan (strain). Deformasi terjadi
akibat adanya tarikan, bagian panjang bagian L akan mengalami
perpanjangan sebesar ΔL. Adapun yang dimaksud dengan regangan
adalah perpanjangan relatif, yaitu pertambahan panjang persatuan
panjang awal yang dirumuskan sebagai berikut:
......................................................................................... (12)
Keterangan:
ɛ = regangan
ΔL = pertambahan panjang (ukuran) yang terjadi pada struktur (m)
L = panjang (ukuran) struktur awal (m)
29
Untuk P sebagai gaya tekan, dapat juga digambarkan hubungan
serupa. Formulasi yang mempresentasikan hubungan linier antara
tegangan dan regangan dituangkan sebagai hukum Hooke berikut ini:
........................................................................................ (13)
Keterangan;
= tegangan (MPa)
ɛ = regangan
E = modulus elastisitas (MPa)
3.2 Metode Teoritis
Sebelum dilakukan pengujian benda uji balok, terlebih dahulu dilakukan
analisis terhadap balok baik yang menggunakan perkuatan maupun yang
tidak menggunakan perkuatan. Analisis yang dilakukan yaitu terhadap
beban pada saat retak (Pcr) yang dapat dilihat pada persamaan (11) dan
beban pada saat mencapai maksimum atau beban ultimit (Pmaks) pada
persamaan (11). Persamaan-persamaan tersebut dapat dikembangkan sesuai
penambahan perkuatan pada balok.
30
3.3 Bagan Alir Penelitian
Tahap 1
Tahap 2
Tahap 3
Tahap 4
Gambar 12. Bagan alir penelitian.
Mulai
Studi Pustaka
Persiapan Material
Pembuatan Sampel dan Benda Uji
(lihat pada gambar 11)
Pengujian Sampel dan Benda Uji
Analisis Hasil dan Pembahasan
Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
31
Tidak
Ya
Gambar 13. Bagan alir pembuatan benda uji.
Mulai
Persiapan Material
Pemeriksaan Material:
-(ASTM C-136)
-(ASTM C-128 & ASTM C-127)
-(ASTM C-566 & ASTM C-556) -(ASTM C-29)
-(ASTM C-117)
Memenuhi
Standar ASTM
Mix
Design
Pembuatan benda uji untuk 30 buah benda uji
silinder (D = 15 cm, t = 30 cm) dan 6 buah benda
uji balok (15 cm x 15 cm x 170 cm)
Selesai
IV. MATERIAL PROPERTI DAN PENGUJIAN BENDA UJI
Pada bab ini dibagi menjadi tiga bahasan utama, yaitu: beton, perkuatan balok dan
pengujian benda uji. Pada bagian beton akan dijelaskan mengenai uji material,
perhitungan JMF (Job Mix Formula), job mix, dan perawatan beton (curing).
Kemudian pada bagian perkuatan balok akan dijelaskan mengenai material
perkuatan, laminating perkuatan, dan aplikasi perkuatan pada balok. Dan yang
terakhir bagian pengujian benda uji, berisi mengenai set up pengujian dan
pelaksanaan pengujian.
4.1 Beton
Beton yang digunakan pada penelitian ini adalah beton mutu normal dengan
kuat tekan rencana (f’c) 25 MPa. Adapun untuk benda uji balok, beton akan
dikombinasikan dengan baja tulangan berdiameter 10 mm pada daerah tarik.
Pada subbab ini dibagi menjadi 4 bahasan utama yang akan menjelaskan
secara rinci mengenai beton dan baja tulangan yang digunakan pada
penelitian ini, yaitu meliputi:
4.1.1 Uji material
Sebelum dilakukan perhitungan JMF dan pelaksanaan pembuatan
beton, harus dilakukan terlebih dahulu uji material terhadap material-
33
material yang akan digunakan. Uji material ini dilakukan untuk
mengetahui apakah material yang digunakan sesuai dengan standar
ASTM yang telah ditetapkan. Adapun uji material yang dilakukan
terdiri dari:
Berat jenis agregat kasar dan agregat halus
Berat jenis semen
Berat volume agregat kasar dan agregat halus
Kadar air agregat kasar dan agregat halus
Gradasi agregat kasar dan agregat halus
Adapun hasil uji material dapat dilihat pada lampiran (2).
Setelah dilakukan uji material dan memenuhi standar ASTM, maka
selanjutnya material dibersihkan agar tercapai kondisi SSD (Saturated
Surface Dry). Dan terakhir material yang telah mencapai kondisi SSD
dimasukkan kedalam karung yang sebelumnya telah dilapisi plastik
untuk menjaga kondisi SSD material tersebut.
34
Gambar 14. Memasukkan material SSD kedalam karung yang dilapisi
plastik.
4.1.2 Perhitungan JMF (Job Mix Formula)
Perhitungan JMF (Job Mix Formula) pada penelitian ini menggunakan
metode ACI. Pemilihan metode ACI pada penelitian ini dikarenakan
hasil dari trail mix sebelumnya. Sebelum dilakukan trail mix, dibuat
terlebih dahulu 2 perhitungan dengan metode berbeda, yaitu metode
British dan metode ACI. Dari kedua metode tersebut didapat hasil dari
trail mix yang paling sesuai dan kuat tekan beton mendekati kuat
tekan rencana yaitu metode ACI. Sehingga pada penelitian ini
digunakan metode ACI untuk perhitungan JMF-nya. Berikut adalah
hasil perhitungan JMF (Job Mix Formula):
1. Kuat tekan karakteristik = 25 MPa
2. Srandar deviasi (S) = 7 MPa
3. Slump rencana = 15 – 17 cm
35
4. Dari hasil pemeriksaan laboratorium pada kondisi SSD:
Agregat kasar (batu pecah):
BJ = 2,9
Berat volume padat = 1486,73 kg/m3
Agregat halus:
BJ = 2,56
Berat volume padat = 1492 kg/m3
Tabel 3. Hasil mix design
Komposisi Material Per 1 m3
Semen 469,57 kg
Air 216 kg
Agregat kasar 892,04 kg
Agregat halus 786,77 kg
4.1.3 Job mix
Pengecoran beton (job mix) dilakukan di Laboratorium Konstruksi dan
Bahan, Fakultas Teknik, Universitas Lampung. Pengecoran benda uji
balok dilaksanakan selama 3 hari dengan 2 kali pengecoran setiap
harinya. Hal ini dikarenakan karena terbatasnya kapasitas maksimum
volume mesin mixer yang ada di laboratorium, yaitu berkisar 0,048
m3. Sementara volume 1 balok 0,038 m
3 yang berarti hampir sama
dengan volume kapasitas mesin mixer. Sehingga tidak dapat dilakukan
pengecoran lebih dari 1 balok.
Sebelum dilakukan pengecoran, terlebih dahulu dilakukan pabrikasi
bekisting dan tulangan. Untuk pabrikasi bekisting sendiri dibuat
36
secara manual dengan menggunakan papan multiplek dengan tebal 1,3
mm dan disambungkan dengan baut sekrup. Pada atas bekisting diberi
pengaku berupa potongan kayu yang dipasang melintang sebanyak 3
buah. Hal ini supaya benda uji tidak mengalami perubahan bentuk
akibat beban berat dari adukan beton.
Gambar 15. Bekisting dengan pengaku.
Selain pabrikasi bekisting, dilakukan juga pabrikasi tulangan.
Tulangan yang digunakan yaitu diameter 10 mm pada daerah tarik dan
diameter 6 mm untuk sengkang. Pabrikasi tulangan ini dilakukan
secara manual. Untuk pembekokan sengkang dan angkur dilakukan
dengan balok kayu yang dipasang paku dengan ukuran yang telah
direncanakan. Lalu dirakit dengan kawat bendrat.
37
Gambar 16. Pembekokkan tulangan.
Gambar 17. Perakitan tulangan.
4.1.4 Perawatan beton (curing)
Metode yang digunakan untuk proses curing yaitu dengan menutupi
benda uji balok dengan karung goni yang telah dibasahi. Pada proses
38
curing ini harus selalu dilakukan pengecekan terhadap kondisi karung
goni apakah masih lembab atau tidak. Jika karung goni sudah kering,
maka harus dilakukan penyiraman kembali. Proses curing ini
dilakukan selama 21 hari.
Gambar 18. Proses curing balok.
4.2 Perkuatan Balok
Pada subbab ini dibagi menjadi 3 bahasan utama, yaitu:
4.2.1 Material perkuatan
Ada dua macam material utama yang digunakan untuk perkuatan
balok pada penelitian ini, yaitu GFRP (Glass Fiber Reimforced
Polymer) dan wiremesh. GFRP sendiri merupakan salah satu jenis
serat fiber yang bahan pembuatannya dari kaca. GFRP yang
digunakan yang mempunyai serat 2 arah dan mempunyai ketebalan
1,33 mm. Sementara wiremesh yang digunakan berjenis kawat jala
segi empat dengan diameter kawat 0,55 mm dan lebar bukaan 6 mm.
39
Gambar 19. GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer).
Gambar 20. Wiremesh.
4.2.2 Laminating perkuatan
Pada pabrikasi perkuatan composite dibagi menjadi 2 proses
laminating. Yaitu proses yang pertama, laminating untuk perkuatan
dengan 2 lapis wiremesh. Dan yang kedua, laminating untuk
40
perkuatan dengan 2 lapis GFRP yang dikombinasikan dengan 1 lapis
wiremesh. Sebelum di laminating, terlebih dahulu dibuat lem yang
terbuat dari epoxy resin. Epoxy resin terdiri dari 2 komponen, yaitu
komponen A (resin) dan komponen B (hardener) dengan rasio
campuran 100 komponen A dan 34,5 komponen B.
Gambar 21. Pencampuran lem epoxy resin.
Gambar 22. Proses laminating.
41
4.2.3 Aplikasi perkuatan pada balok
Untuk proses pengaplikasian perkuatan yang sudah di laminating ke
balok, yaitu dengan cara membasahi permukaan balok yang akan
dipasang perkuatan dengan lem resin epoxy. Sebelumnya kedua sisi
balok dipasang lakban agar lem tidak tumpah ke bawah. Setelah lem
di tuang ke permukaan balok, lem diratakan dengan skrap agar semua
permukaan balok terkena lem resin epoxy. Setelah itu perkuatan
dipasang ke permukaan balok yang sudah di beri lem dan dipasang
penjepit dan pemberat supaya lem merata.
Gambar 23. Pemasangan perkuatan ke balok.
4.3 Pengujian Benda Uji
4.3.1 Set up pengujian
Sebelum dilakukan pengujian benda uji balok, dilakukan dulu set up
pengujian yang terdiri dari :
42
1. Perletakan benda uji pada alat Loading Frame.
Benda uji balok di letakkan diatas tumpuan sendi - rol dengan
jarak 150 cm di atas alat Loading Frame. Setelah balok sentris,
dipasang balok baja IWF diatas balok yang dibawahnya terdapat
dua tumpuan yang akan menekan balok dengan jarak 30 cm dan
diameter 5 cm. Balok baja IWF ini berfungsi untuk mengubah
alat Loading Frame yang mempunyai beban single point load
menjadi two point load.
Gambar 24. Set up balok pada alat Loading Frame.
2. Pemasangan dial gauge.
Dial gauge berfungsi untuk mengukur besar lendutan pada balok
saat dilakukan pengujian. Dial gauge diletakkan tepat dibawah
balok dan berada ditengah. Disetiap pengujian dipasang 2 dial
gauge diposisi kanan dan kiri sisi pinggir balok paling bawah. Hal
43
ini bertujuan untuk mengetahui balok rata atau tidak saat
dilakukan penekanan beban.
Gambar 25. Pemasangan dial gauge.
3. Pemasangan strain gauge dan strain indicator.
Strain gauge adalah alat yang berfungsi untuk mengukur besarnya
regangan yang terjadi pada beton, tulangan maupun pada
perkuatannya. Sedangkan untuk membaca besarnya regangan
tersebut digunakan alat yang bernama strain indicator. Pada
balok normal, strain gauge dipasang sebanyak 3 buah pada
bagian atas balok, sisi samping 12 mm dari atas, dan pada bagian
tulangan. Sementara pada balok yang menggunakan perkuatan
dipasang sebanyak 4 buah. Letak pemasangannya sama seperti
balok normal, tapi ada penambahan pada bagian perkuatan.
44
Gambar 26. Strain gauge.
Gambar 27. Strain indicator.
4.3.2 Pelaksanaan pengujian
Pelaksanaan pengujian dapat dilakukan setelah semua set up
pengujian telah terpasang. Pada pelaksanaan pengujian ini dibutuhkan
setidaknya 5 orang untuk bertugas sebagai pengambil data strain
gauge pada alat strain indicator, pengambil data dial gauge, pengukur
besar retakan dengan alat micro crack, pemompa beban dengan
45
pompa hydraulic jack, dan yang terakhir dokumenter. Alat yang
digunakan untuk pengujian balok ini bernama Loading Frame. Alat
ini menggunakan tekanan pompa hydraulic untuk memberi beban
pada benda uji dan beban maksimalnya yang dapat di pompa yaitu 30
Ton. Tapi untuk keamanan alat tersebut dianjurkan tidak melebihi dari
20 ton. Sementara, untuk membaca besarnya beban alat ini masih
tergolong manual, yaitu menggunakan proving ring. Pengujian ini
dibaca setiap kelipatan beban 5 divisi, yang 1 divisinya bernilai 76 kg.
Gambar 28. Pelaksanaan pengujian.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan yang telah dibahas pada bab 5,
maka dapat diambil beberapa simpulan. Adapun simpulan tersebut sebagai
berikut:
1. Balok dengan menggunakan perkuatan mampu meningkatkan kapasitas
balok terhadap balok tanpa perkuatan. Balok sampel 2 dengan
perkuatan wiremesh 2 lapis (BW 2) meningkat sebesar 11,32% terhadap
balok normal 1 (BN 1) dan meningkat 27,71% terhadap balok normal 2
(BN 2). Sedangkan untuk balok pertama dengan perkuatan kombinasi
GFRP dan wiremesh (BGW 1) mengalami peningkatan sebesar 69,81%
terhadap balok normal 1 (BN 1) dan 94,80% terhadap balok normal 2
(BN 2). Sementara untuk balok kedua dengan perkuatan yang sama
(BGW 2) mengalami peningkatan sebesar 75,47% terhadap balok
normal 1 (BN 1) dan 101,30% terhadap balok normal 2 (BN 2).
2. Dari grafik beban dan lendutan, menunjukkan bahwa balok yang diberi
perkuatan mampu meningkatkan nilai kekakuan terhadap balok normal
tanpa perkuatan (BN). Pada balok BW 2 mampu meningkat sebesar
45,26% terhadap balok BN 1 dan 49,21% terhadap balok BN 2.
Sementara untuk balok BGW 1 mampu meningkat sebesar 60,11%
86
terhadap balok BN 1 dan 62,99% terhadap balok BN 2. Dan untuk
balok BGW 2 mampu meningkat sebesar 49,84% terhadap balok BN 1
dan 53,46% terhadap balok BN 2.
3. Sedangkan jika dibandingkan antara balok yang menggunakan
perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) dengan balok yang menggunakan
perkuatan kombinasi GFRP dan wiremesh (BGW), dapat diambil
simpulan kedua bahwa balok yang menggunakan perkuatan kombinasi
GFRP dan wiremesh (BGW) lebih kaku dibandingkan dengan balok
yang menggunakan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW). Untuk balok
BGW 1 nilai kekakuannya meningkat sebesar 27,13% terhadap balok
BW 2. Dan untuk balok BGW 2 nilai kekakuannya meningkat sebesar
8,37% terhadap balok BW 2.
4. Berdasarkan nilai indeks kedaktilan, dapat disimpulkan bahwa balok
normal tanpa perkuatan lebih daktail daripada balok yang menggunakan
perkuatan, baik yang menggunakan wiremesh 2 lapis maupun
kombinasi wiremesh dan GFRP.
5. Berdasarkan grafik beban dan regangan, kesemua benda uji balok
mengalami peningkatan regangan tulangan (ɛs) dan regangan pada
perkuatan (ɛwm atau ɛf) diatas regangan leleh baja (ɛy) yaitu 0,002.
6. Retak yang terjadi pada keenam balok merupakan retak lentur dan
kegagalan yang terjadi merupakan kegagalan lentur pada balok BN dan
balok BW. Sedangakan pada balok BGW kegagalan yang terjadi yaitu
lepasnya lekatan antara perkuatan dengan beton (debonding).
87
7. Berdasarkan perbandingan teoritis dan eksperimental terhadap beban
retak Pcr, terjadi perbedaan yang cukup jauh pada beban retak awal
antara hasil teoritis dengan hasil pengujian. Perbedaan yang signifikan
ini disebabkan karena pada hasil eksperimental, pengamatan yang
dilakukan pada retak awal dengan cara visual secara langsung tanpa alat
bantu. Sehingga beban retak awal yang didapat tidak mendekati
perhitungan teoritis.
8. Berdasarkan perbandingan teoritis dan eksperimental terhadap beban
maksimum Pmaks, pada balok tanpa perkuatan (BN) dan balok dengan
perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) nilai Pmaks dari teoritis lebih kecil
dibandingkan nilai Pmaks dari eksperimental. Hal ini dikarenakan
analisis yang digunakan balok bertulangan tunggal, namun pada saat
penelitian dipasang tulangan pada daerah tekan untuk mengaitkan
sengkang. Walaupun diameter yang digunakan kecil, tapi tetap
memberikan kontribusi pada balok tersebut.
9. Sedangkan pada balok BGW nilai Pmaks eksperimental lebih kecil dari
Pmaks teoritis dan juga perbedaan yang cukup jauh. Maka perlu
dilakukan revisi terhadap perhitungan teoritisnya. Adapun dari hasil
revisi dapat diambil kesimpulan nilai Pmaks teoritis lebih besar
dibandingkan dengan nilai Pmaks eksperimental, tapi hasilnya lebih
mendekati dibandingkan analisis lama yaitu didapat nilai Pmaks teoritis
baru sebesar 7,53 Ton.
88
6.2 Saran
Dari penelitian dan analisis yang telah dilakukan peneliti, maka peneliti
memberikan saran sebagai berikut:
1. Melihat fenomena balok BW 1 yang kapasitas baloknya dibawah balok
normal, maka untuk penelitian selanjutnya pada saat proses pembuatan,
pengangkutan dan perawatan benda uji harus dilakukan dengan hati-
hati agar benda uji tidak rusak sebelum diuji. Dan juga pada saat
pemasangan perkuatan supaya lebih berhati-hati dalam pengeleman dan
lebih siap untuk metode pemasangan perkuatan yang akan digunakan.
2. Mengingat berat satu balok sekitar 100 kg lebih, maka untuk
selanjutnya supaya dipasang angkur diatas balok agar mobilisasi balok
dapat menggunakan crane dan dapat mempercepat penelitian.
3. Pada balok dengan perkuatan kombinasi GFRP dan wiremesh
kegagalan yang terjadi yaitu debonding, sehingga perlu dilakukan
treatment khusus yaitu berupa memberikan serbuk pasir ke permukaan
balok yang akan dipasang perkuatan agar rekatan pada lem semakin
kuat dan mencegah terjadinya debonding.
4. Selain itu perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk balok yang
menggunakan angkur atau wrap pada ujung perkuatan, perlakuan ini
juga untuk mencegah kegagalan debonding dan mengetahui kapasitas
maksimum pada balok yang menggunakan perkuatan kombinasi GFRP
dan wiremesh.
5. Alat untuk mengukur besarnya beban pada alat UTM (Universal
Testing Machine) masih menggunakan cara manual dengan sistem
89
jarum jam, sehingga data yang didapat kurang akurat dan detail. Maka
dari itu peneliti menyarankan untuk kedepannya Laboratrium
Konstruksi dan Bahan, Fakultas Teknik, Universitas Lampung
mengganti alat tersebut dengan yang lebih modern, misalnya sudah
terhubung dengan komputer dan output yang dihasilkan angka dan
gambar.
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Lampung. 2018. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah Universitas
Lampung. Unila Offset. Bandar Lampung.
ACI 440.2R-08. 2008. Guide for The Design and Consruction of Externally
Bonded FRP Systems for Strength Concrete Structures. Reported by ACI
Committee 440.
ACI 549R-97. 1997. State-of-the-Art Report on Ferrocement. American Concrete
Institute Committee 549.
Alami, F. 2010. Perkuatan Lentur Balok Beton Bertulang dengan Glass Fiber
Reinforced Polymer (GFRP). Perkembengan dan Kemajuan Konstruksi
Indonesia, Seminar dan Pameran HAKI. Jakarta.
Basuki, Ariyadi. 2005. Sistem Penguatan Struktur Beton Menggunakan Serat
Polimer (Fiber-Reinforced Polymer): BAGIAN I. Berita Teknologi Bahan
dan Barang Teknik, No.19/2005.
Djamaluddin, R. et al. 2009. Pengaruh Lapisan Hybrid Serat Karbon dan Serat
Gelas Terhadap Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang.
Duhri, Aswin Perdana. 2013. Studi Pengaruh GFRP Diagonal Terhadap Kuat
Lentur Balok Beton Bertulang. Skripsi, Progam Sarjana Universitas
Hasanuddin, Makassar.
Hartono, E. 1997. Aplikasi Ferosemen untuk Selimut Balok Beton Bertulang.
Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Keller, Thomas. 2003.Use of Fibre Reinforced Polymers in Bridge Construction.
Fiberline Composites A/S.
Nurlina, Siti. et al. 2016. Perbandingan Daktilitas Balok Beton Bertulang dengan
Menggunakan Perkuatan CFRP dan GFRP. Rekayasa Sipil, Vol. 10, No. 1
– 2016 ISSN 1978-5658.
Pratikto. 2009. Konstruksi Beton I. Politeknik Negeri Jakarta, Jakarta. 126 hlm.
Primasari, P. et al. 2014. Kajian Distribusi Tegangan Sambungan Material Fiber
Reinforced Polymer pada Kondisi Elastik Linier dengan Menggunakan
Metode Elemen Hingga. Reka Recana. Jurnal Online Institut Teknologi
Nasional.
Sianipar, Marolop Tua. 2009. Analisa Kolom Beton Bertulang yang diperkuat
dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer.
SNI 2847:2013. 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.
Badan Standardisasi Nasional.
Soebandono, B. et al. 2011. Perbaikan Balok Beton Bertulang dengan Metode
Jacketing dengan Bahan Ferosemen Akibat Beban Siklik pada Beban
Ultimit. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, Vol. 14, No. 2, 166 – 176.
Sudarsana, I ketut. dan Widiarsa, Ida Bagus Rai. 2008. Perilaku Runtuh Balok
Beton Bertulang yang Diperkuat dengan Lapis Glass Fiber Reinforced
Polymer (GFRP). Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. Vol, 12, No. 1.
Sultan, Mufti Amir et al. 2015. Pengaruh Air Laut Terhadap Kapasitas Lentur
Balok Beton Bertulang yang Diperkuat GFRP-S. Publikasi Ilmiah S3
Teknik Sipil UNHAS, Juni 2015/63.